Comparison of Above-ground Growth Characteristics Between Naturally Regenerated and Planted Stands of Pinus densiflora for. erecta Uyeki in Gangwon Province

Jour. Korean For. Soc. Vol. 99, No. 3, pp. 323~330 (2010)

323

JOURNAL OF KOREAN FOREST SOCIETY

천연갱신과 인공조림된 강원지역 금강소나무의 지상부 생장특성 비교

나성준^1,3·우관수¹·김장수¹·윤준혁²·이헌호³·이도형³*

1

국립산림과학원 산림자원육성부,

²

국립산림과학원 남부산림연구소,

³

영남대학교 산림자원학과

Comparison of Above-ground Growth Characteristics Between Naturally Regenerated and Planted Stands of Pinus densiflora

for. ^erecta Uyeki in Gangwon Province

Sung-Joon Na

^1,3

, Kwan-Soo Woo

¹

, Chang-Soo Kim

¹

, Jun-Hyuck Yoon

²

, Heon-Ho Lee

²

and Do-Hyung Lee

^3*

1Department of Forest Resources Development, Korea Forest Research Institute, Suwon 441-847, Korea

2Southern Forest Research Center, Korea Forest Research Institute, Jinju 660-300, Korea

3Department of Forest Resources, Yeungnam University, Gyungsan 712-749, Korea

요 약:본연구는천연갱신과인공조림에 의해성립된 I영급금강소나무임분의유시생장특성을비교하기위하여 강원도대기와보광지역에서천연갱신된임분과인공조림된임분을대상으로임목의각부위별 (^줄기, ^가지, ^침엽, ^뿌

리) 건중량과구성비를비교하고, 수고와직경생장량을 비교함으로써두임분간의생장특성을비교분석하였다. 7년 간평균직경생장량은대기지역에서는두임분이유사한값을나타내었지만, 보광지역에서는천연갱신임분(4.66 cm)

이인공조림임분(2.61 cm)에비하여그값이높게나타났으며, 두임분간에통계적유의차가인정되었다(p<0.01). 또 한 7^{년평균수고생장은두지역천연갱신된임분이인공조림된임분보다유의적으로높은생장을나타내었다}(p<0.01).

각부위별(줄기, 가지, 침엽, 뿌리) 지상부와지하부의구성비에서대기와보광지역모두천연갱신임분에서는줄기의 구성비가가장높게나타난반면, 인공조림임분에서는침엽의구성비가가장 높게나타나, 두임분간에차이를나타 내었다. 뿌리대지상부의건중량비는대기와보광지역모두인공조림임분(0.25-0.30)이천연갱신임분(0.17-0.18)보다 그값이매우높게나타났다. ^{줄기당침엽의비율}(N/S), ^{줄기당 가지의비율}(B/S), ^{가지당잎의비율}(N/B)^은두지역

모두인공조림된임분이천연갱신된임분보다유의적(p<0.05)으로높은값을나타내었다. 본연구의결과천연갱신과 인공조림의성립방법에따라초기금강소나무의생장에영향을미치는것으로나타났다. 이러한결과는인공조림시 올바른조림방법의필요성을제시하고, 수목의환경적응성연구에서유용하게활용될수있을것이다.

Abstract:

This study was undertaken to compare early growth characteristics, such as height, diameter at root collar (DRC), and the dry weights of stem, branches, needles and roots between naturally regenerated and planted stands of Pinus densiflora for. erecta in Dae-gi and Bo-gwang site, Gangwon province, Republic of Korea. Average DRC growth was similar between the naturally regenerated and the planted stands in Dae-gi area, however, difference was statistically significant (P<0.01) between the naturally regenerated and the planted stands in Bo-gwang area, 4.66 cm and 2.61 cm, respectively. Average height of the naturally regenerated stands was significantly greater (P<0.01) than that of planted stands in both Dae-gi and Bo-gwang areas. The composition ratio of the dry weights for each part of measured trees was the highest in the stem in the naturally regenerated stands, but in the planted stands, the needle was the highest in both sites. The root/shoot ratio in the Dae-gi and Bo-gwang areas in the planted stands were much greater than those in the naturally regenerated stands, 0.25-0.30 and 0.17-0.18, respectively. The ratio of needle to stem biomass (N/S), branch to stem biomass (B/S), and needle to branch biomass (N/B) was significantly greater in the planted stands than those in the naturally regenerated stands in both sites. The results of this study represent that the regeneration methods, natural and artificial regenerations, can have an influence on the early growth of P densiflora for. erecta. This results not only provide the need for a correct planting method, but also will be useful in studies on the environmental adaptability of trees.

Key words :

Pinus densiflora for. erecta, naturally regenerated stand, planted stand, DRC growth, composition ratio

*Corresponding author E-mail: [email protected]

서 론

천연갱신이란 산림에서 벌채 또는 다른 손질을 가하여 자연적으로 낙하 산포하는 종자의 발아 또는 근주

,

뿌리

,

지하경 등에서 나오는 맹아 등의 발생을 촉진시키는 등 임목의 번식력과 재생력을 최대한 이용하여 후계림을 조 성하는 것으로

,

이 중 천연하종갱신은 자연적으로 낙하되 어 산포된 종자가 발아·생육하여 새로운 임분으로 갱신 되도록 하는 방법이다

.

반면

,

인공조림은 벌채한 곳이나 미입목지에 묘목을 식재하여 임분을 조성하는 것으로써 조림하고자 하는 나무가 잘 자라기에 적합한 토양에 적지 적수를 행하는 것이다

.

일반적으로 인공조림은 그 실행이 용이하고 후계림 조성이 시업적으로 신속하다는 점에서 지금까지 널리 실시되어 왔으나

,

최근에는 산림을 생태적 으로 보다 안정된 갱신방법으로 조성하는 산림시업법의

개발이 요구되고 있는 실정이다

(

산림청

, 2000).

최근 들어 조림은 주로 시설양묘를 통한 용기묘를 많이 사용하고 있는데

,

^{단기간에 우량 묘목을 생산할 수 있고 뿌}

리 발달이 충실한 묘목을 생산할 수 있는 이점이 있지만

,

용기묘의 가장 큰 문제점인 나선형 뿌리

(Spiraling root)

는 식재되었을 때 수목의 활착과 생장에 부정적인 영향을 주 는 것으로 잘 알려져 있다

(Burden and Martin, 1982;

Marler and Wilis, 1996;

^산림청

, 2006).

^{따라서 나선형 뿌리}

의 발생을 방지하기 위해 물리적·화학적 방법들이 시행 되고 있으나

,

인공조림에 있어 가장 큰 문제점은 올바르지 못한 조림방법이다

.

일반적으로 묘목을 조림할 때

40-70 cm

정도로 길게 자란 주근을 현지에 식재하기 위하여

20 cm

이하로 단근하기 때문에 현지 식재 후에 활착 및 생육이 저 조한 경우가 많이 발생한다

.

^{또한 용기묘를 나지에 조림할}

때 알맞지 않은 구덩이의 크기와 깊이로 인해 주근이 구부 러진 채 식재되거나 지면 쪽을 향하여 식재되었을 때 주근

의 생장을 저해하는 요인이 된다

(

산림청

, 2006).

우리나라는 세계가 인정하는 조림 성공국가이고

(Lester,

2006),

^{현재도 많은 면적에 다양한 수종이 조림되고 있지}

만

,

인공조림과 천연갱신에 따른 수목의 생장발달 비교연 구는 거의 이루어지지 않고 있다

.

따라서 본 연구는

I

영급 금강소나무를 대상으로 용기묘를 통해 양묘된 후 조림된 임분과 모수에 의해 천연하종갱신된 두 임분의 생장량과 연년 직경·수고생장을 비교 분석함으로써

,

^{성립방법이}

다른 두 임분에 대해 유시생장 발달특성을 밝히는데 그 목적이 있다

.

재료 및 방법

1. 연구대상지 및 조사목 선정

본 연구는 강원도 강릉시 왕산면

(37° 36

'

N, 128° 45

'

E)

과 성산면

(37° 46-53

'

N, 128° 42-45

'

E)

에 자생하는

I

영급 금강소나무를 대상으로 각 지역의 임분에서 대기환경에 의한 생장 차이를 최소화하기 위해 지리적으로 가장 가까 운 두 임분을 선택하여 조사하였다

.

대기지역의 천연갱신된 임분은 모수간벌을 통해 천연 하종갱신된 임분으로 수령이

2

년에서

10

년 이하의 금강 소나무 치수가 다양하게 분포하고 있었고

,

해발고는

865 m,

^사면경사

20°,

^{방위는 남향}

,

^{임분밀도는}

2,600

^본

/ha

^이

었으며

,

인공조림된 임분은

2003

년에 금강소나무

1-1

묘를

3.1 ha

조림한 지역으로써 해발고

893 m,

사면경사

25°,

방위는 남서향

,

임분밀도는

2,200

본

/ha

이었다

.

또한 보광지역의 천연갱신된 임분은 잣나무 조림지역 에 상층목으로 소나무가 우점 분포하여 모수에 의해 소 나무 치수가 다수 발생된 임분이었으며

,

매년 풀베기 작 업을 실시하여 생장이 좋은 임분이었다

.

해발고는

496m

이었고

,

사면경사는

20°,

방위는 남향이었으며

,

임분밀 도는

2,800

본

/ha

이었다

.

한편 인공조림된 임분은 대기 인 공조림된 임분과 같이 금강소나무

1-1

^묘를

2003

^년에

2.0 ha

^{조림한 지역이었으며}

,

^해발고

485 m,

^사면경사

15°,

사면방향은 남향

,

임분밀도는

2,200

본

/ha

로 각각 조사되 었다

.

조사목의 선정은 강릉지역 산림조사부를 참조하여 그 동안 인위적

,

^{자연적 교란이 없었거나 미미하였던 것으로}

추정되는 임분에 대하여

10 m×10 m

^{의 방형구를 설치하}

여 피압목

,

폭목

,

정단부 피해목 등의 생장불량목을 제외 한 생육이 건전한 입목을 대상으로 각 임분에서

10

본씩 총

40

본을 선정하여 조사하였다

.

선정된 조사목의 평균 수 령은 대기와 보광지역의 천연갱신된 임분이 각각

7.3(±0.5), 7.9(±0.3)

^{년 이었으며}

,

^{인공조림된 임분은 두 지역 모두}

7.0

년 이었다

.

2. 토양의 화학적 특성 조사

토양 조사 항목은 토양

pH, EC(

전기전도도

),

치환성 양

이온

(K⁺, Mg²⁺, Na⁺, Ca²⁺)

^{과 음이온}

(PO43−, SO42−, NO3−, Cl^-)

을 조사하였다

.

토양 시료의 채취 지점은

10 m×10 m

방형구 내에서 낙엽층과 지표면의 교란을 받지 않고 주위 임분을 대표할 수 있는

3

곳을 선택하여

3

반복 실시하였다

.

또한 토양교란을 최소화하기 위하여 조사목을 굴취하기 전에 토양조사를 먼저 수행하였으며

,

^{채취도구는 용적이}

400 cc

인 간이토양시료채취기

(Soil core sampler)

를 이용하 였다

.

채취된 토양은 실험실로 운반하여 결합된 토괴를 고 무망치로 가볍게 분쇄하여 환기가 잘되는 장소에서 항량 이 될 때까지 풍건시켰다

.

토양

pH

^{는 각 임분의 층위별 토양에 대해 토양시료}

5 g

^{와 증류수}

25 mL

^{를 취하고 유리막대로 잘 저어준}

뒤

1

시간이 경과한 후

pH

표준액으로 보정한

pH-meter

천연갱신과인공조림된강원지역금강소나무의지상부생장특성비교 325

를 이용하여

60

초 이내에 그 값을 읽어주는 방법으로

3

반복 측정하여 그 평균값을 구하였고

,

토양

EC

는 풍건

토양

10 g

^{에 증류수}

50 mL

^{을 가하고 왕복진탕기에 넣}

고 분당

60 stroke

진탕 후 여과지

(Toyo No. 2)

로 여

과한 후 여액을

EC meter

를 이용하여 측정하였다

(

농촌

진흥청

, 2000).

또한 식물생장에 중요한 역할을 하는 주요 양이온과 음이온을 분석하기 위해 토양 및 식물체 분석법

(

^농촌진흥

청

, 2000)

에 따라 토양을 전처리 하였다

.

치환성 양이온은

토양

5 g

에

1N-

초산암모늄

(pH 7.0)

용액

25 mL

을 넣고

30

분간 진탕 추출 후 원자흡광분석기

(Analyst 400, Perkin Elmer

社

, USA)

로 분석하였으며

,

치환성 음이온은

EC

측

정에 사용한 여액을

Sepak C18

^{카트리지에 통과시켜 용}

존 유기물을 제거하고

, 0.45

µ

m Membrane filter

로 여과 한 후에 이온크로마토그래피

(DX-500 system, Dionex Co.

社

, USA)

를 이용하여 분석하였다

.

3. 현존량 분석

선정된 조사목은 각 입목을 중심으로 반경

50 cm

^{의 토}

양을 파고 모든 뿌리를 굴취하여 흙을 털어낸 후 실험실 로 운반하였고

,

각 부위별

Biomass

를 측정하기 위해 지표

면에 가장 인접한 뿌리를 기준으로 약

2 cm

정도 간격을

두고 절단하여 지상부와 지하부로 구분하였으며

,

^지상부

는 다시 줄기

,

^가지

,

^{잎으로 구분하였다}

.

지상부에 대한 조사로는 수고와 근원경

(Diameter at root

collar, DRC)

을 측정하였으며

,

임목의 연년별 생장을 알아

보기 위해

2 cm

높이의 근주부분에서 약

1.0 cm

두께의

원판을 채취하여 연년 직경생장량을 측정하였고

,

절간과 절간 사이의 간격을 측정하여 연년 수고생장량을 측정하 였다

.

각 부위별 건중량은 줄기와 가지

,

잎

,

뿌리로 구분하 여 종이봉투에 담아 건조기

(Dry-oven)

에

90^oC

에서

48

시간

동안 건조하여

0.1 g

단위까지 측정하였다

.

측정된 직경과

수고생장량

,

각 부위별 건중량은 두 임분간의 차이를 비 교하기 위해

SPSS 17.0

^{프로그램을 이용하여}

T-test

^{를 실}

시하였고

,

각 부위별 평균차이를 비교하기 위해

Duncan's new multiple range test

를 실시하였다

.

결과 및 고찰

1. 조사대상지 토양의 화학적 특성

산림토양의 이화학적 성질과 임목생장과는 밀접한 관 련이 있는 것으로 많은 연구가 보고되었으며

(

정영관 등

, 1980;

김태훈 등

, 1988; 1991), Klock

등

(1984)

은 임목생 장에 관계하는 내적 환경 인자로 토양의 이화학적 성질이 임목생장에 주된 영향요인이라고 하였다

.

^{또한 정인구}

(1981)

는 토양의 물리적 성질이 임목생장에 미치는 영향

이 크지만 토양의 화학적 성질도 매우 중요한 임목생장의 요인이 된다는 것을 입증한 바 있다

.

따라서 본 연구에서 도 천연갱신된 임분과 인공조림된 임분에서 토양의 화학 적 성질이 상이하다면 이는 조림방법에 따른 생장의 차이 로 볼 수 없기 때문에 조사 임분 간의 토양의 화학적 성질 을 비교분석하였다

.

대기지역의 토양

pH

는 천연갱신 임분에서

pH 5.5,

인공 조림된 임분이

pH 5.7

로 나타났으며

,

보광지역의

pH

는 천

연갱신 임분과 인공조림 임분 모두

pH 5.4

^{로 같은 값을}

나타내었다

(Table 1).

^{정진현 등}

(2002)

^{은 우리나라 산림토}

양의 평균

pH

가

A

층이

5.48, B

층이

5.52

로 보고하였고

,

이수욱

(1981)

은 우리나라 산림토양의 지형별 모재에 따른

산림토양의 평균

pH

는

5.5

라고 보고하였다

.

또한 대부분 침엽수의 생육범위가 토양

pH 4.8-5.5

^{인 것}

(

^이천용

, 2000)

을 감안할 때

,

^{각 조사 임분의 토양}

pH

^{는 금강소나무의 생}

장에 적합한 범위인 것으로 판단되며

,

토심별 평균

EC

도

모든 임분에서

0.10 ds/m

으로 같은 수치를 나타내어

,

토양

환경 차이로 인한 두 임분 간 생장에는 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다

.

주요 치환성양이온 함량은 두 임분 모두

Ca²⁺

^{가 가장 많}

이 존재하는 것으로 나타났으며

,

다음으로

Mg²⁺>K⁺>Na⁺

순이었다

(Table 1).

이러한 결과는 일반적으로 치환성양이

온은

Ca²⁺ >Mg²⁺ >K⁺ >Na⁺

순으로 감소한다는 보고

(

河田 弘

, 1989;

정진현 등

, 2002)

와 일치하였다

.

대기지역의 치환성양이온 함량 차이는

Na⁺

^{의 경우 두}

임분이 같은 값을 나타내었고

, K⁺(Nrs:0.25, Ps:0.22), Mg²⁺(Nrs:0.51, Ps:0.34), Ca²⁺(Nrs:0.86, Ps:0.66)

는 모두

Table 1. Chemical properties of soil depends on the soil depth between naturally regenerated and planted stands of P. densiflora

for. erecta. in two studied sites.

Site Stand pH (ds/m)^EC Major cations(cmol+/kg) Major anions(ppm)

K⁺ Mg²⁺ Na⁺ Ca²⁺ PO43− SO42− NO3− Cl⁻

Dae-gi Nrs 5.5 0.10 0.25 0.51 0.18 0.86 0.10 14.00 0.30 13.70

Ps 5.7 0.10 0.22 0.34 0.18 0.66 0.20 9.90 0.10 18.80

Bo-gwang Nrs 5.4 0.11 0.24 0.44 0.20 0.76 0.13 11.87 0.22 13.64

Ps 5.4 0.10 0.25 0.46 0.25 0.78 0.10 11.80 0.30 8.40

Nrs : Naturally regenerated stand, Ps : Planted stand.

천연갱신된 임분이 인공조림된 임분에 비하여 더 높은 값 을 나타내었으며, 보광지역에서는 두 임분의 유사한 값을 나타내어 토양의 화학적 성질로 인한 두 임분간의 생장량 차이는 미비할 것으로 생각된다.

반면, 주요 치환성 음이온의 함량차이는 각 임분간에 조 금 다르게 나타났는데, 대기지역에서 PO

43−

(Nrs:0.10, Ps:0.20)과 Cl

⁻

(Nrs:13.70, Ps:18.80)는 인공조림 임분이 천 연갱신 임분보다 높은 함량을 보였으며, SO

₄²⁻

(Nrs:14.00, Ps:9.90)와 NO

3−

(Nrs:0.30, Ps:0.10)은 천연갱신 임분이 인 공조림 임분보다 함량이 높게 나타났다(Table 1). 보광지 역의 PO

43−

(Nrs:0.13, Ps:0.10)과 SO

42−

(Nrs:11.87, Ps:11.80), Cl

^-

(Nrs:13.64, Ps:8.40)는 천연갱신 임분이 인공조림 임분 보다 높은 함량을 보였고, NO

₃⁻

(Nrs:0.22, Ps:0.30)은 인공 조림지 임분이 더 높은 함량을 나타냈다.

2. 생장량 분석

수고는 두 지역에서 모두 천연갱신된 임분이 인공조림 된 임분에 비해 매우 큰 값을 나타내었고(p<0.01), 근원경 은 보광지역에서만 천연갱신된 임분이 인공조림된 임분 보다 더 좋은 생장을 나타내었다(p<0.01)(Table 2). 각 부

위별 건중량 비교에서 대기지역은 줄기에서만 천연갱신 된 임분이 더 높은 값을 나타내었고(p<0.01), 가지와 잎, 뿌리, 전체 건중량은 두 임분간에 통계적 유의차가 인정 되지 않았다. 하지만 보광지역에서는 모든 부위에서 인공 조림된 임분보다 천연갱신된 임분의 건중량이 더 높은 값 을 나타내었고 1% 수준(p<0.01)에서 통계적 유의차가 인 정되었다. 이러한 결과는 보광 천연갱신된 임분이 매년 풀 베기 작업이 시행되어 수목의 생장에 좋은 영향을 미친 결과라 판단된다.

3. 각 부위별 구성비 분석

천연갱신된 임분의 각 부위별 구성비는 대기지역에서 줄기(34.5%) > 가지(26.8%) > 침엽(24.2%) > 뿌리(14.5%) 순으로 나타났으며, 보광지역은 줄기(33.4%) > 침엽(26.3%)

> 가지(25.0%) > 뿌리(15.4%)의 순으로 나타나, 줄기의 구 성비가 가장 높게 나타났으며, 뿌리의 구성비가 가장 낮 은 것으로 나타났다(Table 3). 반면, 인공조림된 임분은 대 기지역에서 침엽(34.9%) > 가지(23.8%) > 줄기(21.5%) >

뿌리(19.8%)의 순이었으며, 보광지역에서도 침엽(28.2%)

> 가지(25.4%) > 줄기(23.6%) > 뿌리(22.4%)의 순으로 나

Table 2. Average height, DRC and biomass components of the sample trees of P. densiflora for. erecta. in two studied sites.

Site Stand (cm, ^Height±S.D.) (cm, ^DRC±S.D.) Dry weight (g, ±S.D.)

Stem Branch Needle Root Total

Dae-gi

Nrs 146.2

(±25.0) 2.55

(±0.5) 146.0

(±50.5) 114.9

(±46.2) 101.4

(±37.5) 61.7

(±23.7) 424.0 (±147.6)

Ps 83.9

(±12.5) 2.53

(±0.5) 91.4

(±36.0) 101.2

(±47.5) 148.7

(±71.5) 84.3

(±35.9) 425.7 (±148.4)

F-value 0.08** 0.16 0.23* 0.20 1.63 0.40 0.04

Bo-gwang

Nrs 199.0

(±31.6) 4.66

(±0.7) 529.1

(±164.4) 389.8

(±109.2) 404.5

(±95.8) 243.0

(±85.3) 1566.3 (±410.3)

Ps 93.1

(±13.5) 2.61

(±0.5) 109.6

(±43.1) 126.3

(±64.2) 133.5

(±53.0) 113.8

(±65.3) 483.1 (±214.2)

F-value 3.50** 0.91** 8.47** 2.57** 8.71** 0.44** 3.48**

DRC : diameter at root collar, Nrs : Naturally regenerated stand, Ps : Planted stand.

* and ** indicate significance at 5% and 1% levels, respectively.

Table 3. Dry weight component ratio between naturally regenerated and planted stands of P. densiflora for. erecta. in two studied sites.

Site Stand Stem Branch Needle Root

Dae-gi Nrs 34.5±4.9 A 26.8±2.3 B 24.2±3.5 B 14.5±2.6 C

Ps 21.7±3.4 b 24.6±8.0 b 33.8±4.9 a 19.9±5.3 b

F-value 2.66** 3.93 0.33** 3.27*

Bo-gwang Nrs 33.4±4.6 A 25.0±2.7 B 26.3±3.2 B 15.4±2.8 C

Ps 23.6±4.1 c 25.4±4.2 ab 28.2±3.1 a 22.8±4.0 c

F-value 0.19** 1.06 0.44 1.96**

Nrs : Naturally regenerated stand, Ps : Planted stand.

Date were compared at two levels : (1) between two different stand types for each annual diameter growth with a t-test (and indicate signif- icance at 5% and 1% levels, respectively), (2) between 1-7 years growth at site level with a Duncan's new multiple range test (Different let- ters mean statistical differences at 5% level).

천연갱신과인공조림된강원지역금강소나무의지상부생장특성비교 327

타나

,

침엽의 구성비가 줄기의 구성비 보다 많은 것으로 나타났으며

,

천연갱신된 임분과 다른 구성비를 나타내었다

.

박인협 등

(1990, 2005)

^은

35

^년생과

20

^{년생 이하의 금강}

소나무 부위별 구성비를 줄기

>

가지

>

뿌리

>

침엽의 순이 라는 보고하였는데

, 1

영급을 대상으로 한 본 연구에서 아 직 뿌리가 성숙하지 못한 상태이고

,

자연낙지와 낙엽이 이 루어지지 않았기 때문에 천연갱신된 임분에서 침엽의 구 성비가 뿌리의 구성비보다 많은 것으로 생각된다

.

^인공조

림된 임분에서 줄기와 가지의 구성비보다 침엽의 구성비 가 더 많은 것은 변화된 환경에 대한 적응과 뿌리의 활착 을 위해 많은 에너지가 필요한 수목이 양분흡수 기관인 잎과 뿌리의 생장을 활발히 하였고

,

그에 반해 상대적으 로 줄기와 가지의 생장이 적게 일어난 결과라 생각된다

.

또한 뿌리의 구성비에서도 두 지역 모두 천연갱신된 임분 보다 인공조림된 임분의 구성비가 유의적

(

p

<0.01, 0.05)

으 로 높은 값을 나타내었는데

,

일반적으로 온대지방 산림 생

태계에서 지하부의 중량은 지상부 중량의 약

20%

정도라

는 보고

(Rodin and Bacilevich, 1967; Johnson and Risser, 1974; Canadell

^{et al.}

, 1999; Laclau, 2003)

^{와 미국의 주요}

수종들에 대한 뿌리의 평균

Biomass

구성비는

16.7%

라는

연구결과

(Koch, 1989)

로 미루어 볼 때

,

인공조림된 임분에 서의 뿌리 구성비는 다소 높은 값이라 할 수 있다

.

또한 각 부위별 대 지상부 비와 줄기당 잎과 가지의 비 율에서도 두 지역 모두 천연갱신된 임분과 인공조림된 임 분간에 상이한 결과를 나타내었는데

(Table 4),

줄기 대 지 상부 비

(S/AB ratio)

는 천연갱신된 임분이

,

침엽 대 지상 부 비

(N/AB ratio)

는 인공조림된 임분이 유의적

(

p

<0.01)

으 로 큰 값을 나타내었으며

,

가지대 지상부 비

(B/AB ratio)

에서는 천연갱신과 인공조림된 임분간에 통계적 유의차 가 나타나지 않았다

.

천연갱신된 임분의 뿌리 대 지상부 비

(R/AB ratio)

는 대 기와 보광지역에서 각각

0.17

과

0.18

로 나타나 수목이 분 포하는 위도와 토성 및 수목의 종류와 관계없이 뿌리 대

지상부 비가 약

0.2-0.3

범위에 속한다는 보고

(Cairns

et

al.

, 1997)

와 일반적으로 수목의 평균값이

0.2

라고 보고

(Whittaker and Marks, 1975)

^{한 결과와 일치하였으나}

,

^인

공조림된 임분의 뿌리대 지상부 비

(R/AB ratio)

는 각각

0.25

와

0.30

으로 나타나 천연갱신된 임분보다 유의적

(

p

<0.01, 0.05)

으로 큰 값을 나타내었다

.

이러한 결과는 인 공식재 후 활착 스트레스와 생육환경의 급변 등 뿌리의 초기생장에 불리한 요인으로 인하여 나타난 결과로 생각 되며

,

사막이나 수목한계선과 같은 열악한 환경에서 임목 전체에서 뿌리가 차지하는 비율이 높아진다는 보고

(Rodin and Bacilevich, 1967; Caldwell and Fernandez, 1975;

Rundel, 1980)

가 이를 뒷받침하고 있다

.

또한 천연갱신 임 분과 인공조림 임분간의 초기 뿌리 생장이 수목의 후기생 장에 지속적으로 미치는 영향을 파악하기 위해서는 다양 한 영급에 대한 조사가 이루어져야 할 것이다

.

줄기당 침엽의 비율

(N/S)

과 줄기당 가지의 비율

(B/S)

도

두 지역 모두 인공조림된 임분이 천연갱신된 임분보다 유 의적으로 높은 값을 나타내었으며

(

^p

<0.01, 0.05),

^가지당

잎의 비율

(N/B)

^{도 인공조림된 임분이 유의적}

(

^p

<0.01, 0.05)

으로 높은 값을 나타내었다

.

이때 값이 크다는 의미는 가 지당 잎의 수가 많다는 것을 의미하는데

,

이는 소나무의 직파조림묘와 식재조림묘의

Biomass

생산을 비교한 결과

(

^{김동근과 서형민}

, 2005)

^{와 일치하였다}

.

^{또한 이러한 결과}

는 인공조림된 임분의 수목이 토양과 환경에 적응하기 위 해 보다 많은 양분이 필요함으로써 양분의 생산기관인 침 엽을 많이 생성하였을 것으로 생각된다

.

4. 연년 직경생장 비교

대기와 보광지역의 천연갱신된 임분과 인공조림된 임 분의 연년 직경생장을 비교한 결과

(Table 5),

대기지역 전

체 직경생장

(7

년간 생장

)

은 두 임분이 유사한 값

(Nrs :

2.46 cm, Ps : 2.52 cm)

을 나타내었지만

,

보광지역의 직경 생장은 천연갱신된 임분

(3.90 cm)

이 인공조림된 임분

(2.61

Table 4. Ratio of growth characteristics between naturally regenerated and planted stands of P. densiflora for. erecta. in two studied sites.

Site Stand S/AB¹ B/AB² N/AB³ R/AB⁴ N/S⁵ B/S⁶ N/B⁷

Dae-gi Nrs 0.40^±0.05 0.31^±0.03 0.28^±0.04 0.17^±0.04 0.72^±0.21 0.80^±0.17 0.91^±0.14 Ps 0.27^±0.04 0.30^±0.09 0.42^±0.07 0.25^±0.09 1.59^±0.30 1.19^±0.48 1.22^±0.16

F-value 0.46** 2.30 0.42** 3.72* 3.12** 2.24* 0.86**

Bo-gwang Nrs 0.39^±0.05 0.30^±0.03 0.31^±0.04 0.18^±0.04 0.81^±0.21 0.77^±0.17 1.06^±0.13 Ps 0.30^±0.04 0.33^±0.06 0.37^±0.04 0.30^±0.07 1.22^±0.20 1.13^±0.39 1.20^±0.17

F-value 0.13** 1.23 0.03** 4.31** 0.01** 1.46* 0.28*

Nrs : Naturally regenerated stand, Ps : Planted stand.

* and ** indicate significance at 5% and 1% levels, respectively.

1S/AB : Ratio of stem biomass to aboveground biomass, ²B/AB : Ratio of branch biomass to aboveground biomass, ³N/AB : Ratio of needle biomass to aboveground biomass, ⁴R/AB : Ratio of root biomass to aboveground biomass, ⁵N/S : Ratio of needle biomass to stem biomass,

6B/S : Ratio of branch biomass to stem biomass, ⁷N/B : Ratio of needle biomass to branch biomass.

cm)

^{보다 매우 우수한 생장을 나타내었다}

(

^p

<0.01).

^이러한

결과는 자작나무와 가래나무의 천연림과 인공림의 직경 생장을 비교한 연구

(

김갑태

, 2003; 2004)

에서 천연림의 직 경생장이 인공림보다 우수하였다는 연구와 일치하는 결 과이다

.

한편 보광지역의 천연갱신된 임분이 다른 임분에 비해 매우 큰 직경생장을 보인 것은 잣나무 조림지에 대한 풀 베기 작업 등 무육작업이 실시되어 양분흡수에 대해 경쟁 관계인 하층식생이 제거되어 잔존 수목의 생장에 좋은 영 향을 끼친 것으로 생각된다

.

연년별 직경생장을 살펴보면

,

대기지역 천연갱신된 임 분에서의 생장량은

2-5

^{년 사이에는 증가하였으나}

, 5-7

^년

사이에는 생장량이 다소 줄어드는 경향을 나타내었고

,

인 공조림된 임분에서는

1

년째 생장량보다

2

년째 생장량이 큰 폭으로 줄어드는 경향을 보였으며

, 2

년째 이후에는 꾸 준히 증가하는 경향을 나타내었다

.

보광지역 천연갱신된 임분에서의 생장량은

2-7

^{년 사이의 생장이 큰 폭으로 증}

가하였으며

,

^{인공조림된 임분에서도}

2-7

^{년 사이의 생장이}

꾸준히 증가하였고

, 6-7

년에는 다소 줄어드는 경향을 보 였다

.

인공조림된 임분에서

1-2

년 사이의 연년생장량이 대

기지역과 같이 큰 폭으로 줄어드는 경향을 나타내었는데

,

이는 식재목이 이식되기 전 유묘 생장단계에서 주어지는 포지의 좋은 환경이 직경생장에 영향을 미친것이라 생각

되며

, 2-5

년 사이에 생장량이 천연갱신 임분보다 적은 이

유는 인공조림에 따른 생육환경의 급변과 이식 스트레스 로 인해 초기 직경생장에 부정적 영향을 끼쳤을 것으로 생각된다

.

5. 연년 수고생장 비교

대기와 보광지역의 천연갱신 임분과 인공조림 임분의

7

년간 연년 수고생장량을 비교한 결과

(Table 6),

대기지역 의 천연갱신된 임분에서 전체 수고는

128.2 cm

^이었고

,

^연

년생장량은

18.3 cm/year

로 나타났으며

,

인공조림된 임분 에서의 전체 수고는

83.9 cm,

연년생장량은

12.0 cm/year

으로 나타나 전체 수고와 연년생장량 모두 인공조림된 임 분보다 천연갱신된 임분이 우수한 생장을 보였다

(

p

<0.01).

보광지역에서도 천연갱신 임분

(

^{전체 수고}

:176.3 cm,

^연평

균

:24.2 cm)

이 인공조림된 임분

(

전체 수고

:93.1 cm,

연평 균

:13.3 cm)

보다 우수한 생장을 나타내었다

(

p

<0.01).

각 연년별 생장량을 비교해 보면

, 1

년째의 생장은 인공

Table 5. Mean annual diameter growth between naturally regenerated and planted stands of P. densiflora for. erecta. in two studied sites.

Stand 1 2 Annual diameter growth(cm)3 4 5 6 7 Mean Total

Dae-gi Nrs 0.26 c 0.19 bc 0.29 b 0.38 a 0.46 a 0.44 a 0.44 a 0.35 2.46

Ps 0.38 ab 0.16 c 0.31 b 0.35 ab 0.40 ab 0.46 a 0.47 a 0.36 2.52

F-Value 0.43 2.03 0.05 2.47 2.72 0.15 0.06 0.79 0.75

Bo-gwang Nrs 0.34 e 0.29 e 0.42 de 0.50 cd 0.63 b 0.78 a 0.94 a 0.56 3.90

Ps 0.40 b 0.15 d 0.21 cd 0.27 d 0.42 b 0.56 a 0.59 a 0.37 2.61

F-Value 0.41 0.28** 1.98** 0.38** 0.01** 0.19* 3.97** 0.62** 0.66**

Nrs : Naturally regenerated stand, Ps : planted stand.

Date were compared at two levels : (1) between two different stand types for each annual diameter growth with a t-test (and indicate signif- icance at 5% and 1% levels, respectively), (2) between 1-7 years growth at site level with a Duncan's new multiple range test (Different let- ters mean statistical differences at 5% level).

Table 6. Mean annual height growth between naturally regenerated and planted stands of P. densiflora for. erecta. in two studied sites.

Stand 1 2 Annual height growth(cm)3 4 5 6 7 Mean Total

Dae-gi Nrs 09.1 c 10.4 c 11.0 c 16.0 b 26.9 a 28.9 a 26.6 a 18.3 128.2

Ps 13.8 a 10.2 ab 09.1 b 13.4 ab 13.2 ab 11.8 ab 12.4 ab 12.0 083.9

F-Value 1.74** 00.19 00.34 00.01 01.03** 04.15** 15.60** 01.75** 001.75**

Bo-gwang Nrs 10.9 d 19.1 cd 14.7 d 24.4 bc 32.9 ab 37.6 a 29.6 ab 24.2 0176.3

Ps 15.8 ab 11.7 bc 08.4 bc 12.2 bc 13.0 bc 12.6 bc 19.4 a 13.3 093.1

F-Value 01.92** 00.01** 02.13* 02.51** 05.37** 04.52* 00.67** 04.74** 004.74**

Nrs : Naturally regenerated stand, Ps : planted stand.

Date were compared at two levels : (1) between two different stand types for each annual height with a t-test (and indicate significance at 5% and 1% levels, respectively), (2) between 1-7 years growth at site level with a Duncan's new multiple range test (Different letters mean statistical differences at 5% level).

천연갱신과인공조림된강원지역금강소나무의지상부생장특성비교 329

조림된 임분의 생장이 더 우수하나, 2년째부터의 생장은 천연갱신된 임분의 생장이 더 우수한 것으로 나타났다. 이 러한 결과는 김동근과 서형민(2005)이 소나무의 직파조림 묘와 식재조림묘의 수고생장을 비교한 연구에서 3년째부 터 파종묘의 수고생장이 더 우수하다는 보고와 일치하는 결과를 나타내었다.

대기지역 천연갱신된 임분은 1-3년 사이에 다소 적은 생 장을 보이다가 4-5년째에 큰 폭으로 증가하였고, 6-7년째 에 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 인공조림된 임분은 1-3년 사이에 감소하는 경향을 보이다가 3-4년째에 다소 증가하였다가 그 후에 다시 감소하는 경향을 보였다. 보 광지역 천연갱신된 임분은 2-3년과 6-7년 사이에는 생장 량이 감소하는 경향을 보였고, 1-2년과 3-6년 사이에는 큰 폭으로 증가하는 경향을 보였다. 인공조림된 임분은 대기 지역과 같이 1-3년 사이에는 감소하는 경향을 보이다가 3 년 이후에 증가하는 경향을 보였다.

두 지역의 인공조림된 임분에서 1-3년 사이의 생장이 공 통적으로 감소하는 현상은 이식에 따른 환경의 급변과 뿌 리의 활착이 수고의 생장에 영향을 미친 것으로 생각되며, 4년째부터는 수고생장량이 다소 높아지는 것으로 보아, 뿌 리가 활착되고 이로 인해 수고생장에 좋은 영향을 미치는 데 어느 정도 기간이 요구된다고 생각된다.

결 론

본 연구는 대기와 보광지역에서 직경과 수고생장량 및 각 부위별 건중량과 구성비를 비교하여, 천연갱신과 인공 조림에 의해 성립된 금강소나무 임분의 초기생장 특성을 비교 분석하였다. 본 연구결과 금강소나무의 초기생장은 천연적으로 갱신된 임분과 식재에 의해 조림된 임분간에 차이가 있는 것으로 나타났다. 수고생장은 천연갱신된 임 분이 인공조림된 임분보다 유의적으로 높은 생장을 나타 내었고 각 부위별(줄기, 가지, 침엽, 뿌리) 지상부와 지하 부의 구성비에서는 두 조사지역 모두 천연갱신 임분의 경 우 줄기의 구성비가 가장 높게 나타난 반면, 인공조림 임 분에서는 침엽의 구성비가 가장 높게 나타났다. 뿌리 대 지상부 건중량비, 줄기당 침엽의 비율, 줄기당 가지의 비 율, 가지당 잎의 비율은 두 지역 모두 인공조림 임분이 천 연갱신 임분보다 그 값이 높게 나타났다. 따라서 매년 많 은 면적이 조림되고 있는 현 국내 여건을 고려할 때 추후 다양한 수종과 영급을 대상으로 천연림과 인공림의 생장 특성과 뿌리발달 특성에 대한 연구가 수행되어야 할 것이 다. 또한 인공조림을 실시할 경우 야기되는 임목의 초기 수고생육의 저하, 각 부위별 구성비의 불균형 등을 해결 할 수 있는 식재방법 등에 대한 연구가 추가적으로 수행 되어야 할 것이다.

감사의 글

본 연구는 2008년도 영남대학교 학술연구조성비의 지 원을 받아 수행하였습니다.

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(2010년 2월 23일 접수; 2010년 3월 23일 채택)